前言：Android官方在线看源码地址
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1.Android系统架构
Android系统架构分为五层，从上到下依次是应用层、应用框架层、系统运行库层、硬件抽象层和Linux内核层。
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AOSP 架构
AOSP 的软件堆栈包含以下层：
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图 1. AOSP 软件堆栈架构。
下面列出了图 1 中使用的术语的定义：
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Android 应用
完全使用 Android API 开发的应用。Google Play 商店广泛用于查找和下载 Android 应用，不过也有许多其他替代方案。在某些情况下，设备制造商可能希望预安装 Android 应用以支持设备的核心功能。如果您对开发 Android 应用感兴趣，请访问 developers.android.com
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特权应用
使用 Android 和系统 API 组合创建的应用。这些应用必须作为特权应用预安装在设备上。
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设备制造商应用
结合使用 Android API、系统 API 并直接访问 Android 框架实现而创建的应用。由于设备制造商可能会直接访问 Android 框架中的不稳定的 API，因此这些应用必须预安装在设备上，并且只能在设备的系统软件更新时进行更新。
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系统 API
系统 API 表示仅供合作伙伴和 OEM 纳入捆绑应用的 Android API。这些 API 在源代码中被标记为 @SystemApi。
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Android API
Android API 是面向第三方 Android 应用开发者的公开 API。如需了解 Android API，请参阅 Android API 参考文档。
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Android 框架
构建应用所依据的一组 Java 类、接口和其他预编译代码。框架的某些部分可通过使用 Android API 公开访问。框架的其他部分只能由 OEM 通过系统 API 来访问。Android 框架代码在应用进程内运行。
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系统服务
系统服务是重点突出的模块化组件，例如
system_server、SurfaceFlinger 和 MediaService。Android 框架 API 提供的功能可以与系统服务进行通信，以访问底层硬件。 -
Android 运行时 (ART)
AOSP 提供的 Java 运行时环境。 ART 会将应用的字节码转换为由设备运行时环境执行的处理器专有指令。
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硬件抽象层 (HAL)
HAL 是一个抽象层，其中包含硬件供应商要实现的标准接口。借助 HAL，Android 可以忽略较低级别的驱动程序实现。借助 HAL，您可以顺利实现相关功能，而不会影响或更改更高级别的系统。如需了解详情，请参阅 HAL 概览。
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原生守护程序和库
该层中的原生守护程序包括
init、healthd、logd和storaged。这些守护程序直接与内核或其他接口进行交互，并且不依赖于基于用户空间的 HAL 实现。该层中的原生库包括
libc、liblog、libutils、libbinder和libselinux。这些原生库直接与内核或其他接口进行交互，并且不依赖于基于用户空间的 HAL 实现。 -
内核
内核是任何操作系统的中心部分，并与设备上的底层硬件进行通信。尽可能将 AOSP 内核拆分为与硬件无关的模块和特定于供应商的模块。如需了解 AOSP 内核组件的说明（包括其定义），请参阅内核概览。
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应用层
系统内置的应用程序以及非系统级的应用程序都是属于应用层。负责与用户进行直接交互，通常都是用Java进行开发的。
应用框架层（Java Framework)
应用框架层为开发人员提供了可以开发应用程序所需要的API，我们平常开发应用程序都是调用的这一层所提供的API，当然也包括系统的应用。这一层的是由Java代码编写的，可以称为Java Framework。下面来看这一层所提供的主要的组件。
| 名称 | 功能描述 |
|---|---|
| Activity Manager(活动管理器) | 管理各个应用程序生命周期以及通常的导航回退功能 |
| Location Manager(位置管理器) | 提供地理位置以及定位功能服务 |
| Package Manager(包管理器) | 管理所有安装在Android系统中的应用程序 |
| Notification Manager(通知管理器) | 使得应用程序可以在状态栏中显示自定义的提示信息 |
| Resource Manager（资源管理器） | 提供应用程序使用的各种非代码资源，如本地化字符串、图片、布局文件、颜色文件等 |
| Telephony Manager(电话管理器) | 管理所有的移动设备功能 |
| Window Manager（窗口管理器） | 管理所有开启的窗口程序 |
| Content Providers（内容提供器） | 使得不同应用程序之间可以共享数据 |
| View System（视图系统） | 构建应用程序的基本组件 |
表1
系统运行库层（Native)
系统运行库层分为两部分，分别是C/C++程序库和Android运行时库。下面分别来介绍它们。
1.C/C++程序库
C/C++程序库能被Android系统中的不同组件所使用，并通过应用程序框架为开发者提供服务，主要的C/C++程序库如下表2所示。
| 名称 | 功能描述 |
|---|---|
| OpenGL ES | 3D绘图函数库 |
| Libc | 从BSD继承来的标准C系统函数库，专门为基于嵌入式Linux的设备定制 |
| Media Framework | 多媒体库，支持多种常用的音频、视频格式录制和回放。 |
| SQLite | 轻型的关系型数据库引擎 |
| SGL | 底层的2D图形渲染引擎 |
| SSL | 安全套接层，是为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议 |
| FreeType | 可移植的字体引擎，它提供统一的接口来访问多种字体格式文件 |
表2
2.Android运行时库
运行时库又分为核心库和ART(5.0系统之后，Dalvik虚拟机被ART取代)。核心库提供了Java语言核心库的大多数功能，这样开发者可以使用Java语言来编写Android应用。相较于JVM，Dalvik虚拟机是专门为移动设备定制的，允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机的实例，并且每一个Dalvik 应用作为一个独立的Linux 进程执行。独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭。而替代Dalvik虚拟机的ART 的机制与Dalvik 不同。在Dalvik下，应用每次运行的时候，字节码都需要通过即时编译器转换为机器码，这会拖慢应用的运行效率，而在ART 环境中，应用在第一次安装的时候，字节码就会预先编译成机器码，使其成为真正的本地应用。
硬件抽象层（HAL)
硬件抽象层是位于操作系统内核与硬件电路之间的接口层，其目的在于将硬件抽象化，为了保护硬件厂商的知识产权，它隐藏了特定平台的硬件接口细节，为操作系统提供虚拟硬件平台，使其具有硬件无关性，可在多种平台上进行移植。 从软硬件测试的角度来看，软硬件的测试工作都可分别基于硬件抽象层来完成，使得软硬件测试工作的并行进行成为可能。通俗来讲，就是将控制硬件的动作放在硬件抽象层中。
Linux内核层
Android 的核心系统服务基于Linux 内核，在此基础上添加了部分Android专用的驱动。系统的安全性、内存管理、进程管理、网络协议栈和驱动模型等都依赖于该内核。
Android系统的五层架构就讲到这，了解以上的知识对以后分析系统源码有很大的帮助。
2.Android系统源码目录
我们要先了解Android系统源码目录，为后期源码学习打下基础。关于源码的阅读，你可以访问http://androidxref.com/来阅读系统源码。当然，最好是将源码下载下来。下载源码可以使用清华大学开源软件镜像站提供的Android 镜像：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/AOSP/ 。如果觉得麻烦也可以查找国内的网盘进行下载，推荐使用该百度网盘地址下载：http://pan.baidu.com/s/1ngsZs，它提供了多个Android版本的的源码下载。
整体结构
各个版本的源码目录基本是类似，如果是编译后的源码目录会多增加一个out文件夹，用来存储编译产生的文件。Android7.0的根目录结构说明如下表所示。
| Android源码根目录 | 描述 | |
|---|---|---|
| abi | 应用程序二进制接口 | |
| art | 全新的ART运行环境，Android5.0之后java虚拟机就使用ART | |
| bionic | 系统C库，Android改造的C/C++库, 比传统的glibc更精简，不受GPL限制，支持 pthread_cancel()， 不支持C++ exception和C++ STL模板编程 | |
| bootable | 启动引导相关代码 包含了recovery程序(恢复出厂/升级)的代码 | |
| build | 存放系统编译规则及generic等基础开发包配置 Android编译系统，定义了各种编译规则，并包含通用产品配置 | |
| cts | Android兼容性测试套件标准，CTS 是一个自动化测试套件，包含PC端和设备端(被测设备)， 对手机的硬件，软件，接口，性能进行测试 ，测试项目包含平台 API 测试,平台 Intent，蓝牙设备的连接状况， 相机拍照功能等，通过make cts编译， out/host/linux-x86/cts/下生成android-cts文件夹。由于Android是开源的，对于Google Android的开发联盟中的Motorola、Samsung、Qualcomm 、Sony Ericsson、中国移动、ZTE、华为等，底层的代码也是开放的。手机制造商及运营商可以在Android上打造，定制自己特有的手机操作系统，这势必在源码级别上对Android系统进行代码的添加和更改。如果不规范这些更改则会给上层的应用开放的移植带来问题（那个时候你会看到MOTO上跑的愤怒的小鸟会在三星的Android手机上运行不了，每个应用需要都要发布不同厂商的Android手机的版本），只有通过CTS测试的Android手机系统，Google才会颁发许可，以保证不同生产商之间的Android系统的兼容 | |
| dalvik | Android Dalvik虚拟机相关内容，主要是提供了一下工具，如dexdump， vm主代码已经移除 | |
| developers | 开发者目录， 一些应用程序的参考实例demo代码 | |
| development | 应用程序开发相关 提供应用开发的工具， 应用例子，monkey命令，shell脚本和python脚本：development/scripts/stack：用于展开进程异常时的堆栈信息， 配合tombstone文件development/scripts/gdbclient.py: 用于gdb调试development/scripts/native_heapdump_viewer.py脚本将dumpheap进程结果转换成更易读的html格式development/tools/make_keys： 系统签名生成器development/tools/idegen: 用于生成android.ipr、android.iml IEDA工程配置文件，可以用android studio来导入android源码 | |
| device | 设备相关配置 设备产品定制目录， 该目录是厂商和产品公司定制文件比较多的地方 | |
| vendor | 厂商定制目录，该目录可以新建出来 | |
| docs | 参考文档目录 | |
| external | 开源模组相关文件 外部第三方开源的库和工具，比如ppp, wpa_supplicant, libz, libcurl等 | |
| frameworks | 应用程序框架，Android系统核心部分，由Java和C++编写, 包括各种系统资源， 后台服务， SystemUI， 大部分都是java代码， 同时也包含了各种子系统的native代码， 如av, net等 | |
| hardware | 主要是硬件抽象层的代码， 如gps, wifi, viberate | |
| kernel | 内核源码，厂商可以将内核源码集成到该目录 | |
| libcore | 核心库相关文件 Android 系统中支持众多 Java 标准的库，例如 java.lang 包,libart库，JSON库 | |
| libnativehelper | 动态库，实现JNI库的基础 ，JNI编程时调用的各种接口实现代码， 如findClass()， 最终编译成libnativehelper.so | |
| ndk | NDK相关代码，帮助开发人员在应用程序中嵌入C/C++代码 | |
| out | 编译完成后代码输出在此目录 | |
| packages | 应用程序包，系统内置的app源码， 如设置， 墙纸，输入法，屏保等，apps：核心应用程序，inputmethods：输入法目录，providers：内容提供者目录，screensavers：屏幕保护，services：通信服务，wallpapers：墙纸 | |
| pdk | Platform Development Kit 的缩写，平台开发套件， PDK的目标是帮助芯片组供应商和原始设备制造商迁移到新的版本。在PDK推出之前，未能参与Google早期开发设备计划的OEM厂商和半导体供应商必须等到Android开源版本公布后，才能开始进行开发。而从Jelly Bean，也就是Android 4.1版本开始Google在发布新的Android版本之前会Release给与其签约过的OEM厂商和半导体供应商PDK(PDK的获取需要授权，因为PDK中的新版Android尚未正式发布),这样OEM厂商不会再落后于Google挑选的独家早期开发伙伴。PDK版本只包含开发android HAL（硬件抽象层）所必需的组件。请注意，完整的android版本是PDK版本的超集，并且没有单独的PDK发布给公众 | |
| platform_testing | Android平台测试程序 | |
| prebuilts | 预编译文件夹， x86和arm架构下预编译的一些资源，如ndk工具包, gcc编译器等 | |
| sdk | sdk和模拟器，编译sdk规则目录， Android的SDK包含该平台为应用程序开发人员提供的开发工具，主要是所有公开API的集合，应用程序开发人员可以借助SDK中的API快速的进行应用的开发. | |
| system | Android底层文件系统库、应用和组件，如busybox， init进程 | |
| test | Android Vendor测试框架，如vts(vendor test suit) ，Mainline Test Suite (MTS)， mltsvts的概念： CTS确保保了 APP 与 Android Framework 之间有一致的调用接口（API），这使得 APP 开发者编写的同一款程序可以运行在不同系统版本（向前兼容）、不同硬件平台、不同厂商制造的不同设备上。 VTS 类似 CTS，通过对 Vendor Interface 进行测试，确保同一个版本的 Android Framework 可以运行在不同 HAL 上，或不同 Android Framework 可以运行在 同一个 HAL 上。 通过这样的 Framework / HAL 分离设计和接口一致性保证，也使得 8.0 版本之后的 Android 系统在进行升级时，可以直接对 Framework 进行升级而不用考虑 HAL 层的改动，从而缩短了用户手上设备得到系统升级 OTA 推送的时间Mainline Test Suite (MTS)， MTS由一组测试框架和测试用例组成，旨在帮助增强主线分支代码的健壮性、可靠性和合规性。mlts是Android 机器学习测试套件 | |
| toolchain | 工具链文件，一些python测试脚本 | |
| tools | 工具文件，一些特殊命令， 如acloud命令用于连接谷歌云端工作站的，apkzlib用于apk打包的 | |
| Makefile | 全局Makefile文件，用来定义编译规则 |
表3
从表3可以看出，系统源码分类清晰，并且内容庞大且复杂。接下来分析packages中的内容，也就是应用层部分。
应用层部分
应用层位于整个Android系统的最上层，开发者开发的应用程序以及系统内置的应用程序都是在应用层。源码根目录中的packages目录对应着系统应用层。它的目录结构如表4所示。
| packages目录 | 描述 |
|---|---|
| apps | 核心应用程序 |
| experimental | 第三方应用程序 |
| inputmethods | 输入法目录 |
| providers | 内容提供者目录 |
| screensavers | 屏幕保护 |
| services | 通信服务 |
| wallpapers | 墙纸 |
表4
从目录结构可以发现，packages目录存放着系统核心应用程序、第三方的应用程序和输入法等等，这些应用都是运行在系统应用层的，因此packages目录对应着系统的应用层。
应用框架层部分
应用框架层是系统的核心部分，一方面向上提供接口给应用层调用，另一方面向下与C/C++程序库以及硬件抽象层等进行衔接。 应用框架层的主要实现代码在/frameworks/base和/frameworks/av目录下，其中/frameworks/base目录结构如表5所示。
| /frameworks/base目录 | 描述 | /frameworks/base目录 | 描述 |
|---|---|---|---|
| api | 定义API | cmds | 重要命令：am、app_proce等 |
| core | 核心库 | data | 字体和声音等数据文件 |
| docs | 文档 | graphics | 图形图像相关 |
| include | 头文件 | keystore | 和数据签名证书相关 |
| libs | 库 | location | 地理位置相关库 |
| media | 多媒体相关库 | native | 本地库 |
| nfc-extras | NFC相关 | obex | 蓝牙传输 |
| opengl | 2D/3D 图形API | packages | 设置、TTS、VPN程序 |
| sax | XML解析器 | services | 系统服务 |
| telephony | 电话通讯管理 | test-runner | 测试工具相关 |
| tests | 测试相关 | tools | 工具 |
| wifi | wifi无线网络 |
表5
C/C++程序库部分
系统运行库层（Native)中的 C/C++程序库的类型繁多，功能强大，C/C++程序库并不完全在一个目录中，这里给出几个常用且比较重要的C/C++程序库所在的目录位置。
| 目录位置 | 描述 |
|---|---|
| bionic/ | Google开发的系统C库，以BSD许可形式开源。 |
| /frameworks/av/media | 系统媒体库 |
| /frameworks/native/opengl | 第三方图形渲染库 |
| /frameworks/native/services/surfaceflinger | 图形显示库，主要负责图形的渲染、叠加和绘制等功能 |
| external/sqlite | 轻量型关系数据库SQLite的C++实现 |
表6讲完 C/C++程序库部分，剩下的部分我们在表3已经给出：Android运行时库的代码放在art/目录中。硬件抽象层的代码在hardware/目录中，这一部分是手机厂商改动最大的一部分，根据手机终端所采用的硬件平台会有不同的实现。
system目录
Android作为linux系统， 在构建最小系统时，需要祖先init进程， 依赖库，二进制工具linux命令，以及各种守护进程等， system目录就提供了这些东西，该目录大部分都是C/C++代码
| 目录位置 | 描述 |
|---|---|
| apex | apexd守护进程源码，负责处理apex安装包的。 |
| ashmemd | |
| bpf | |
| bpfprogs | |
| bt | Android bluedroid协议栈 |
| ca-certificates | |
| chre | Context Hub Runtime Environment (CHRE),用于平衡大小核运行不同程序的场景， 提供api，保证小型的本机应用程序（称为nanoapps ）在低功耗处理器上执行 |
| connectivity | 包含wificond进程，该进程通过标准 nl80211命令与WLAN 驱动程序进行通信 |
| core | 包含各种依赖库，adb，祖先init进程源码，lmkd，logcat, toolbox |
| extras | 各种额外的命令工具， 比如su，memtrack(追踪graphic相关内存)，playwav命令，以及一些测试代码 |
| gatekeeper | 防护程序，如锁屏密码等 |
| gsid | 通用系统镜像守护进程 |
| hardware | 网络相关的HIDL描述文件 |
| hwservicemanager | HAL服务管理中心，负责管理系统中的所有HAL服务，由init进程启动，属于vendor的binder通信机制，类似framework中的binder |
| iorap | IOrap用于缩短应用程序的启动时间，该目录包含iorapd守护进程和相应的库文件 |
| keymaster | |
| libfmq | |
| libhidl | 硬件接口定义语言依赖库 |
| libhwbinder | hwbinder依赖库 |
| libsysprop | sysprop说明文件 (.sysprop) 将系统属性定义为 API, 在java/c++代码中可以通过api访问跨分区的属性，类似以前android版本中的SystemProperties |
| libufdt | |
| libvintf | |
| linkerconfig | |
| media | 包括alsa、audio、camera相关的头文件 |
| netd | Android中专门负责网络管理和控制的后台守护进程，如管理DNS，设置防火墙，带宽控制 |
| nfc | |
| nvram | |
| security | |
| sepolicy | selinux权限策略配置目录 |
| server_configurable_flags | |
| testing | |
| timezone | |
| tools | aidl，hidl可执行程序的源码路径 |
| ucontainer | |
| update_engine | 负责A/B升级的核心逻辑代码 |
| vold | Volume守护进程，用来管理Android中存储类的热拔插事件，如设备增加，删除，修改等事件处理 |
framework目录
| 目录位置 | 描述 |
|---|---|
| av | audio/video， 如音视频解码器，录屏工具， 摄像头框架相关代码, 多媒体框架供上层程序调用的java API，连接java和C/C++的jni部分, 在framework/base/media 下 |
| base | 基础核心代码 |
| compile | 包含libbcc,mclinker(llvm编译器的插件) slang(Renderscript语言的编译器) |
| ex | Android内部使用的公共类，如联系人、小部件、io, 以及全新的相机框架 Camera2的部分代码 |
| hardware | 描述传感器，虚拟现实VR，camera等硬件的HIDL接口的文件.hal |
| layoutlib | 布局相关 |
| minikin | Android原生字体，连体字效果 |
| ml | 机器视觉 |
| multidex | 多dex加载器，大多数App，解压其apk后，一般只有一个classes.dex文件，采用MultiDex的App解压后可以看到有classes.dex，classes2.dex，… classes(N).dex |
| native | c/c++本地语言编写的相关工具源码和特定硬件控制的头文件，如 bugreport, dumpstate, 各种硬件的访问权限声明 |
| opt | 一些UI插件和java后台服务，如timezonepicker，datetimepicker， colorpicker， 网络服务，如EthernetService， WifiService, 电话服务telephony |
| rs | 渲染脚本rendor script |
| wilhelm | 基于Khronos的OpenSL ES/OpenMAX AL的audio/multimedia实现 |
framework/av/ 下
| 目录位置 | 描述 |
|---|---|
| aidl | |
| apex | |
| camera | libcamera_client共享库，是camera框架部分的client代码 |
| cmds | 包括录屏工具，stagefright进程 |
| drm | |
| include | |
| media | 提供音视频编解码的各种库和工具，后台进程如audioserver, mediaserver(通过binder的进程间通信方式来完成其他进程（如音乐播放器）的请求) |
| services | 多媒体相关的后台服务， 如cameraservice,audioflinger |
| MODULE_LICENSE_APACHE2 | |
| CleanSpec.mk | |
| NOTICE | |
| OWNERS | |
| soundtrigger | |
| tools |
framework/base/ 下
其中base目录中是应用框架层的主要核心代码，目录结构如下
| 目录位置 | 描述 |
|---|---|
| apct-tests | |
| apex | |
| api | 声明了android应用框架层的类、属性和资源 |
| boot | |
| cmds | 开机启动的进程代码和命令（脚本）， 著名的zygote进程代码和启动动画代码就在此处 |
| config | |
| core/java | Android应用开发锁依赖的各种包， 四大组件代码就在此，如android/app/Activity.java，android/app/Service.java，android/content/ContentProvider.java，/android/content/BroadcastReceiver.java |
| core/jni | 服务于android系统java核心代码所需要的jni，被编译成libandroid_runtime.so |
| core/res | 系统中所需要的各种资源, 图片，字符串，尺寸，布局文件等 |
| core/proto | |
| core/tests | |
| core/xsd | |
| data | 系统默认的铃声，字体， 根文件系统etc目录部分配置文件，触摸需要的kl, kcm文件等 |
| docs | |
| drm | Digital Rights Management(数字版权管理) ，应用根据与受版权保护的内容关联的许可限制来管理自己的内容，从而达到保护应用内容的知识产权 |
| errorprone | |
| graphic | 为应用提供的android.graphics包，提供基本的图形原语（如画点画线，设置图形上下文等）另外和图形相关的包：android.view图形事件机制和android.widget包提供开发图形用户界面的控件 |
| identity | |
| keystore | 提供android.security.keystore包, 应用可以通过KeyStore API生成密钥、使用密钥签名, keystorek可以保护密钥材料免遭未经授权的使用 |
| libs | 大部分都是c/c++代码，编译成so， 如Canvas 的drawing 操作转换为OpenGL 的操作的libhwui.so |
| location | 定位相关接口，被App调用的，API包是android.location |
| lowpan | 提供android.net.lowpan报，提供基于IPv6的低速无线个域网的API, lowpan功能与Zigbee类似 |
| media | 多媒体相关接口，被App调用的， 包含MediaPlayer代码 |
| mime | |
| mms | |
| native | 部分硬件相关的jni库：如sensor, net, 存储管理， 最后合并在libandroid.so中 |
| nfc-extras | |
| obex | 蓝牙文件传输obex协议 |
| omapi | |
| opengl | 提供android.opengl包, 提供android 2D/3D图形处理各种API |
| packages | 著名的SystemUI，彩蛋，锁屏，SettingProvider(系统设置数据提供者) |
| proto | |
| rs | 提供android.renderscript 包，RenderScript 是Android 平台上的一种类C脚本语言，用于渲染绘图 |
| samples | |
| sax | |
| services | android开机启动的大部分后台服务，如PMS, AMS, WMS等 |
| startop | |
| telecomm | |
| telephony | 电话相关 |
| test-base | |
| test-legacy | |
| test-mock | |
| test-runner | |
| tests | |
| tools | 提供应用开发的各种工具和脚本：如aapt |
| wifi | 提供android.net.wifi包，如wifi扫描， p2p，hotspot2相关API |
libcore目录
libcore 提供Android 系统中支持众多 Java 标准的库，例如 java.lang 包
| 目录位置 | 描述 |
|---|---|
| luni | Java 基础包、扩展包、组织提供的类库等，luni 实际上是 lang、util、net、io 这 4 个内容头字母的组合，通过文件luni/src/module/java/module-info.java可以导出的所有类 |
| libart | art 运行时部分相关包 |
| dalvik | dalvik 虚拟机相关的包 |
| dom | 文档对象模型，用于解析xml |
| json | json 串在 Java 中的支持 |
| xml | 一种轻量级的xml解析工具 |
| ojluni | Open JDK 版的 Java 包，android7.0之后就开始用这个开源的java api |
未完待续...
